鉴于装配式建筑免蒸养混凝土的技术探讨

鉴于装配式建筑免蒸养混凝土的技术探讨
摘要：装配式建筑是将组成建筑物的部分构件或全部构件在工厂内加工完成，
然后运输到施工现场，将预制构件通过可靠的连接方式拼装就位而建成的建筑形式。

具有节约资源、减小污染、缩短工期、节约劳动力、降低工程造价、保证工
程质量、对周边环境影响小等优点。

目前，随着装配式建筑在我国大力推广，免蒸养混凝土技术的研究逐渐得到
了装配式建筑企业的关注。

各个装配式建筑企业对该科技进行探究基本已经达成
共识，对其价值高度重视，免蒸养预制构件首先能够卓有成效地节省能源，减少
成本；其次可以减少预制构件的生产时间，使得建筑模板的周转越来越快。

这项
技术的研究和运用将促进整个装配式建筑企业转型成为科学利用资源的、人和自
然融洽共处的社会型企业。

关键词：装配式建筑；免蒸养；节能环保
装配式建筑发展历史及我国现阶段发展状况
建筑工业化最早由西方国家提出，为解决二战后欧洲国家在重建时亟需建造
大量住房而又缺乏劳动力的问题，通过推行建筑标准化设计、构配件工厂化生产、现场装配式施工的一种新的房屋建造生产方式以提高劳动生产率，为战后住房的
快速重建提供了保障。

其后，建筑工业化迅速传播至东欧、苏联、美国和日本。

现阶段西方发达国家建筑工业化普遍处于较高水平，其中瑞典已经有超过80%的新建住宅使用的是其国内通用的预制构件。

而日本住宅产业化发展的更加完善，其住宅建筑的所有部分都已经有了相应的通用部件，住宅建设施工过程中只需将
这些部件按照规定的方式进行组合就可以得到想要的住宅产品，具有代表性成就
的是日本2008 年采用预制装配框架结构建成的两栋 58 层的东京塔。

美国的住宅
主要是低层建筑物，建造仍使用工业化方法。

美国1997 年新建住宅近150 万套，工业化住宅比例在 75 %以上。

高层的预制比例更高，各种构件均在工厂制造，现
场只有少数工人安装据统计，瑞典工业化住宅的比率已达到 80 %以上，英国达到75 %以上，日本和美国达到 70 %。

建筑工业化在我国最早提出是在 20 世纪 50 年代，1956 年 5 月，国务院发布《关于加强和发展建筑工业的决定》，提出：“为了从根本上改善我国的建筑工业，必须积极地有步骤地实行工厂化、机械化施工，逐步完成对建筑工业的技术改造，逐步完成向建筑工业化的过渡”。

并在 1959 年引入了苏联拉姑钦科的薄壁深梁式
大板建筑，拉起了我国建筑工业化的大幕。

1958~1991 年间，仅北京累计建成装
配式大板式建筑 386 万平方米，其中 10 层以上为 90 万平方米，最高建筑层数达
18 层，该工程获 1987 年全国住宅设计网第二届优秀住宅设计一等奖。

高峰期装
配式大板建筑曾占北京市住宅年竣工量的10 %左右，为北京成片、大规模住宅区
的快速开发建设作出了贡献。

进入 21 世纪，我国建筑工业化的浪潮更是空前，2016 年 2 月 6 日，中共中央和国务院《关于进一步加强城市规划建设管理工作的
若干意见》中指出：“加大政策支持力度，力争用 10 年左右时间，使装配式建筑
占新建建筑的比例达到30 %”。

现阶段装配式建筑企业所面临的主要问题
（1）装配式建筑企业为了提高生产效率，多采用蒸汽养护一类的热活化工艺，但蒸汽养护在提高墙漆强度的同时，也会带来许多负面影响。

（2）与欧美发达国家相比，我国预制构件生产模式相对落后，早期强度提升较慢，模板周转时间长，生产效率较低。

（3）产品外观质量较差，构件表面不够光泽、色差较大，并容易带有较大气泡，蜂窝、麻面、流水纹现象严重等。

（4）目前国内对于装配式预制构件的相应规范还比较模糊，各个厂家因规模、技术等差距，各自产品质量参差不齐，偏差较大，无法实现互融互通。

（5）蒸养设备以及制备蒸汽会增加企业生产成本。

（6）蒸汽养护过程如果把控不当，很容易造成混凝土质量缺陷和混凝土性能劣化。

（7）制备蒸汽需要较大能耗，浪费资源，如果采用天然气燃料制备蒸汽，还会对生态环境造成较大污染。

（8）钙矾石延迟生成，早期强度增长过快导致内部缺陷过多，以及由于蒸养带来资源的浪费和环境的污染等问题。

现阶段对于装配式建筑免蒸养混凝土的主要技术优缺点以及可行性讨论
现阶段各个科研院所、高校以及相关装配饰建筑企业对于免蒸养混凝土都进
行了多种方面的研究与探索，主要有通过物理方法进行免蒸养操作，通过添加起
到早强作用的外加剂进行免蒸养操作，通过掺加硅灰、硫铝酸盐水泥、高炉粒化
矿粉等粉料进行免蒸养操作，下面对以上方式方法进行大致叙述：
（1）通过物理方法进行免蒸养操作
现阶段装配式建筑企业的蒸汽养护方法已经基本处于成熟的阶段，无论预制
构件几何尺寸都可以采取各种蒸养方法进行蒸汽养护。

但是由天然气转化为水蒸
气过程中能量损失大，现阶段对于有相关资料验证，微波加热外加喷淋、喷雾保
湿操作，在实验条件下可以对混凝土早期强度对提高有较大对帮助效果，优点在
于加热效率高，去掉部分天然气转化水蒸气过程产生的能量损失，微波穿透能力强，整体加热效果好等方面。

同样缺点也是显而易见的，相对于蒸汽养护设备，微波养护设备造价较高，
设备维修维护成本也要高，对于异形构件，比如带有空调板、外墙保温材料的预
制构件，微波加热法就不适合具体操作。

（2）通过添加起到早强作用的外加剂进行免蒸养操作
现阶段各个外加剂生产厂家以及各高校对于外加剂的研究，基本上都处于相
同水平，大致以聚羧酸类型减水剂为主要研究方向，聚羧酸减水剂与以前的萘系
减水剂、脂肪族类减水剂进行对比，对水泥的分散作用更强，减水率最高的时候
可以到 45%。

此外，掺量特别低，一般是胶凝材料的0.2%~0.3%。

和不同的水泥
都可以很好地适应，减水率非常高，保坍性非常好，收缩率不高，而且其初期强
度特别高，另外，混凝土制品颜色呈现水泥色，适合于清水混凝土的生产，在减
水剂的生产过程中，与以前的萘系减水剂、脂肪族类减水剂进行对比，这种减水
剂的制作非常利于环境保护，其中不含对人有害处的甲醛，也不包含浓硫酸，制
作过程没有任何污染。

聚羧酸减水剂本身的特点就有一定的早强作用，对于装配
式混凝土早期强度相较于其他减水剂有较大的提高，另外在聚羧酸减水剂中添加
早强成分，可以装配式建筑企业所使用的混凝土在免蒸养方面提供较大帮助。

添
加的早强成分一般分为无机类和有机类，前者包括氯盐早强剂、亚硝酸盐早强剂等，后者主要有甲酸钙、三乙醇胺和尿素，此外有非常多类将无机类与有机类复
配型的早强剂。

添加起到早强作用的外加剂进行免蒸养操作同样也存在部分缺点，首先，相
对比萘系减水剂以及脂肪族类减水剂，在减水率相同的情况下，聚羧酸类减水剂的成本要远高于前两者，对于混凝土原材料的适应性方面，特别是粗细骨料中含泥量、泥块含量的要求特别高，聚羧酸类减水剂为液体，萘系减水剂为固体，在运输方面，包括运费、运距、装卸等都存在差距。

（3）通过掺加硫铝酸盐水泥、硅灰、高炉粒化矿粉等粉料进行免蒸养操作现有的资料表明，很多高校的材料专业，对于第二系列水泥以及第三系列水泥与第一系列水泥互掺，在提高水泥早期强度的同时又可以确保水泥在耐久性方面不会产生倒缩的情况进行了大量的研究，通过改变水泥的初凝、终凝时间，提高水泥水化速率的方法来增强早期强度，以达到免蒸养的操作。

添加硅灰、高炉粒化矿粉等方法主要目的是整体提高混凝土的强度，已到达免蒸养的要求。

通过掺加硫铝酸盐水泥、硅灰、高炉粒化矿粉等粉料进行免蒸养操作也存在部分缺点，首先，各种能够提高混凝土早期强度的外掺粉料，价格都要比硅酸盐水泥高，经济成本高，通过对比燃气锅炉用气量费用以及蒸养过程的时间成本，外掺粉料的具体掺加量受到极大的限制，另外，现阶段多数装配式建筑企业所使用的搅拌机设备不能满足外掺粉料的条件，需要进行改造，改造设备的费用以及时间费用也是多数装配式建筑企业现阶段不愿承受的原因之一。

结束语
现阶段装配式建筑企业对于免蒸养混凝土都有高的期望，与高校进行联合的进行相关项目的研究工作，各个高校依托自身科研优势，与企业联合，双方都投入了大量的人力、财力、物力，也取得了很多成果，但是实际应用于生产的却很少，其中实际多方面的条件限制成为各企业项目最终难以落地的原因。

在今后的发展过程中，装配式建筑必将再次成为令人关注的焦点企业，免蒸养技术作为新技术不断的研发，不断地应用于实际生产，科学利用资源，必将可以使装配饰建筑行业真正做成绿色环保新型企业。